镀膜喷金对扫描电镜成像质量的影响

扫描电镜样品的制备对显微图像的效果影响非常大。如果制备的样品不适合电镜的观察条件，即使扫描电镜性能再好也难以得到高质量的图片和准确的分析结果。通常来说，对于不导电样品，如纸张、塑料、陶瓷等，工程师都建议对其镀膜喷金，这是什么原因呢？

增强导电性

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非导电性样品绝缘电阻非常大，在电子束持续扫描下，样品表面逐渐积累负电荷，表面带负电，将会排斥入射电子束，影响二次电子、背散射电子等信号产生，并影响探测器接收，造成图像亮度突变、图像晃动等，使分析时难以定位和聚焦，这就是所谓的“荷电效应”。

镀一层导电薄膜可以提高样品的导电性，表面的负电荷将会通过导电膜释放入大地，消除荷电现象，连续的导电膜也可以提高样品的导热性，减小热损伤。

如图 1a 所示，在镀膜以前，样品异常发亮，通过改变亮度对比度也无法获得好的成像效果，当镀膜以后（图1b），获得了更高质量的图像。

图 1a

纸张扫描电镜图（未喷金）

图 1b

纸张扫描电镜图（喷金后）

观察样品的过程中，发现图像异常发亮，即使更改亮度对比度也无法对其进行调整，这就是荷电效应，可以考虑通过喷金镀膜改善其成像效果。

增强信噪比

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当入射电子与样品相互作用时，会激发出多种电子信号，包括背散射电子（BSE）、二次电子（SE）等。

背散射电子激发深度为 1-2μm，主要反映样品的成分以及晶向信息等；二次电子的激发深度一般小于 10nm，主要表征样品的表面形貌信息。

当喷金镀膜以后，样品的背散射电子与二次电子产率更高，可以获得更充足的信号，有利于得到高质量、高倍的图像。

如图 2 所示，样品是 SiC 陶瓷。未喷金时，图像的信噪比较差，可以看到许多明显的噪点，不利于聚焦等操作，无法获得高质量的图像；喷金以后，图像质量明显提升。

图 2a

SiC陶瓷（未喷金）

图 2b

SiC陶瓷（喷金后）

样品喷金时需要注意以下几点：

① 选择合适的喷金时间与参数。若镀膜厚度较大，将会失去一部分形貌与成分衬度，若镀膜厚度较小，提升信号有限；

② 即使样品具有一定的导电性，为了获得更好的成像质量，也可以采取喷金；

③ 对样品进行镀膜喷金以后，需立即对其进行检测，防止金钠米颗粒团聚，样品受潮等，喷金效果将受影响。